Uvijek ste se pitali kako mozak kontrolira spavanje? Evo odgovora!

Ovaj sklop nalazi se u moždanoj strukturi poznatoj pod imenom talamična retikularna jezgra (TRN), koji prenosi signale do talamusa, a potom i do moždanog korteksa, izazivajući spore, oscilirajuće moždane valove koji su karakteristični za stanje dubokog sna. Spore se oscilacije događaju i tijekom stanja kome te generalne anestezije, a povezane su sa smanjenim uzbuđenjem. Uz dovoljno TRN aktivnosti, ti valovi mogu preuzeti cijeli mozak.

Znanstvenici vjeruju kako TRN može pomoći mozgu da oformi nove memorije koordinirajući spore valove među različitim dijelovima mozga, dopuštajući im da na taj način lakše razmjenjuju informacije.

"Možda tijekom spavanja specifične regije u mozgu istovremeno imaju spore valove jer moraju razmijeniti informacije, dok druge regije za tim nemaju potrebu", kaže istraživačica Laura Lewis s MIT sveučilišta koja je ujedno i jedna od voditeljica ovog istraživanja.

TRN je možda odgovoran i za ono što se događa u mozgu kada osobe koje pate od manjka sna dožive kratke nalete dremljivosti mozga dok pokušavaju ostati budni.

U svim dosadašnjim istraživanjima znanstvenici su se fokusirali na globalnu kontrolu sna, koja se događa kada je cijeli mozak zaokupljen sporim valovima, moždanim oscilacijama koje se događaju kada se set neurona 'utišan' određeni period vremena. No, posljednja istraživanja pokazala su kako testirane životinje koje pate od manjka sna mogu iskusiti pojavu sporih valova u nekim dijelovima mozga dok su još budni, što sugerira da mozak također kontrolira budnost na lokalnoj razini.

Iz ovog razloga MIT znanstvenici su počeli svoje istraživanje lokalne kontrole budnosti ili dremljivosti s TRN-om jer ga njegov tjelesni položaj čini savršeno pozicioniranim za ovu ulogu, TRN okružuje talamus poput ljuske i može djelovati kao medijator senzornih informacija koje ulazi u talamus, nakon čega šalje podatke korteksu na daljnju obradu.

Koristeći optogenetiku, tehniku koja znanstvenicima omogućava da stimuliraju ili 'utišaju' neurone koristeći svjetlo, istraživači su otkrili da laganim stimuliranjem TRN-a kod budnih miševa, spori valovi pojavljuju se u malom dijelu korteksa. S povećanjem stimulacije cijeli korteks zahvaćaju spori valovi, pri čemu testirane životinje počinju pokazivati znakove dremljivosti, prestaju se kretati i mišići im se opuste. Ovo objašnjava procese koji se događaju u ljudskom tijelu kada nam manjka sna, kada doživimo stanje dremljivosti mozga dok ostajemo budni.

Ovo otkriće moglo bi dovesti do kreiranja novih anestetskih droga koje potiču stanje što bliže prirodnom snu.